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宇宙大爆炸之后约98%的辐射光子以及超过50%的光子能量落入太赫兹波段,而大气中很多重要痕量气体如O3,CO2的分子旋转谱线也分布在该波段,因此太赫兹波段的分子谱线观测在天文学和大气科学领域都显得十分重要。由于大气中的水汽等成分对太赫兹波有较强的吸收作用,太赫兹波段地面观测设备需要建设在高海拔干燥地区,以降低大气衰减的影响。基于太赫兹波段大气观测设备的大气透过率测量是该波段选址工作中的首要任务。针对大气透过率和大气辐射谱测量的具体要求,需要研制不同类型的观测设备,以满足现场观测的需求。随着大气仿真技术的发展,通过气象或卫星遥感数据仿真计算大气透过率,亦可以作为场选址测量工作的前期参考和有效补充。 基于以上背景,以我国西部高海拔地区选址工作为牵引,研制了不同类型的太赫兹波段大气观测装置,以满足不同场地环境大气透过率及大气辐射谱测量要求。在完成相关装置的研制后,分别在青海德令哈以及西藏羊八井开展了近两个月的现场观测,得到了这两个台址太赫兹波段大气透过率条件。本文主要介绍了相关装置的研制过程及部分西部典型台址大气透过率测量结果,主要的工作内容及创新点包括: 1.基于地面气象数据与探空数据相结合的方法建立仿真参数模型,实现太赫兹波段大气透过率仿真,经检验仿真结果与现场观测结果较为一致。 2.完成了对我国首台亚毫米波望远镜POST(POrtable Submillimeter Telescope)的升级改造,提升了望远镜的部分性能,并基于该望远镜首次获得了青海德令哈观测站冬季461GHz大气不透明度典型分布。 3.完成了无人值守型太赫兹远红外波段FTS系统的研制,基于该系统获得了阿里狮泉河观测站冬季连续两月的大气透过率情况,为该台址太赫兹远红外波段大气透过率的首次实测结果。 4.成功研制了国内首个太赫兹(亚毫米波)波段大气辐射谱观测装置,可实现双波段同时观测,实测接收机噪声温度在220K以下(180-380GHz)。 本文所涉及的相关装置研制及大气透过率测量研究工作,将对后期南极太赫兹望远镜试验场的选择及其他太赫兹望远镜的建设提供重要选址依据,并作为观测设备帮助科学家研究中层大气中的水汽分布及运动规律,以及理解温室气体效应在全球气候变化中所起的作用。